Crx-flox 基因敲除小鼠

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产品名称

Crx-flox 基因敲除小鼠

产品编号

S-CKO-01880

品系全称

C57BL/6JCya-Crxem1flox/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

CKOCMP-12951-Crx-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Crx-flox 基因敲除小鼠 mice (Strain S-CKO-01880) were purchased from Cyagen.
交付类型
周龄
性别
基因型
数量
cKO小鼠库模型

基本信息

基因研究概述

质控标准

基因
基因全称
cone-rod homeobox
基因别称
Crx1
染色体号
Chr 7 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_001113330.1 | Ensembl: ENSMUST00000174318
修饰方式
条件性基因敲除
靶向范围
Exon 2
敲除长度
~633 bp
品系说明
该品系是基于策略设计时的数据库信息制作而成,建议您在购买前查询最新的数据库和相关文献,以获取最准确的表型信息。
表型提示
MGI:1194883Homozygotes for a targeted null mutation exhibit a lack of photoreceptor outer segments and rod and cone activity, reduced expression of several photoreceptor- and pineal-specific genes, and altered circadian behavior.
Crx,即cone-rod homeobox(CRX)基因,是一个关键的转录因子,对于光感受器功能及其生存至关重要。CRX蛋白在视网膜的光感受器细胞中表达,负责调控与视觉相关的基因表达,确保光感受器的正常发育和功能。当CRX基因发生突变时,会导致一系列的遗传性视网膜疾病,包括从轻度的黄斑营养不良到严重的Leber先天性黑蒙症(LCA)、锥杆营养不良(CRD)和视网膜色素变性(RP)等[1]。

突变后的CRX蛋白可能会干扰野生型CRX蛋白的功能,表现出显性负效应。这种情况下,即使存在正常的CRX基因副本,突变的CRX基因也会导致视网膜疾病。目前,基因增补是一种最有希望的治疗策略,通过引入正常的CRX基因副本以补偿突变基因的功能缺陷。

在研究中,科学家们使用了患者来源的诱导多能干细胞(iPSCs)生成视网膜类器官,模拟CRX相关的视网膜疾病。这些类器官表现出光感受器成熟缺陷,通过基因表达分析显示视觉视蛋白的表达减少。然而,通过腺相关病毒(AAV)介导的CRX基因增补疗法,可以部分恢复光感受器表型,并增加与光转导相关的基因的表达[2]。

此外,使用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除突变型CRX基因,可以在视网膜类器官模型中观察到光感受器表型的适度恢复,这为治疗CRX相关视网膜疾病提供了新的思路[3]。

研究表明,在视网膜色素变性(RP)患者中,CRX基因的突变是导致疾病的原因之一。在1209名日本RP患者中,通过对83个已知RP致病基因的深度重测序,发现了200个致病性变异,涉及38个基因。其中,EYS、USH2A、RP1L1、RHO、RP1和RPGR基因的变异是导致RP的主要原因[4]。

在中国人群中的一项研究中,通过分析1243个家系中的新发突变,发现大约7%的遗传性眼病(IEDs)是由新发突变引起的。在所有新发突变中,PAX6、FBN1、RB1、CRX、CHM、WFS1、RP1L1、RS1、PCDH15和ABCA4基因的突变频率最高[5]。

此外,研究发现MLL5蛋白在视网膜光感受器成熟中起着重要作用,它通过与CRX相互作用,促进光感受器基因的转录激活。MLL5的缺乏会影响H3K4和H3K79位点的组蛋白甲基化,从而损害CRX-CBP复合物的组装和光感受器基因启动子上的H3乙酰化[6]。

在CRX基因突变的显性遗传性锥杆营养不良(CRD)患者中,研究人员发现了一种不完全外显率的现象。即使携带致病性CRX基因突变,有些患者也可能不会表现出疾病表型[7]。

在哺乳动物进化过程中,CRX基因经历了亚功能化。在真兽类哺乳动物中,CRX基因的表达和功能仅限于视网膜,而在有袋类哺乳动物中,CRX基因在早期胚胎和眼睛中均有表达。这种差异表明,CRX基因在进化过程中可能发生了功能上的分工[8]。

此外,有研究发现,CRX基因的整个基因缺失会导致显性遗传性黄斑变性,这是一种晚发性视网膜疾病,其发病年龄在20至78岁之间。这表明,即使预测会产生无功能CRX蛋白的单一缺陷CRX等位基因,也可能导致视网膜疾病[9]。

在人类视网膜类器官模型中,通过敲除一个CRX等位基因,可以观察到光感受器前体细胞迁移和分化的缺陷。这表明,CRX基因的单倍体不足是CRX相关视网膜疾病显性致病性的机制之一。此外,CRX还调节了人视网膜发育过程中光感受器细胞命运的决定[10]。

综上所述,CRX基因对于视网膜光感受器的正常发育和功能至关重要。CRX基因的突变会导致多种遗传性视网膜疾病,如LCA、CRD和RP等。基因增补和基因编辑技术为治疗这些疾病提供了新的策略。此外,CRX基因的功能还受到其他基因和蛋白的影响,如MLL5等。深入研究CRX基因的生物学功能和致病机制,对于理解视网膜疾病的发病机制和开发新的治疗方法具有重要意义。

参考文献:
1. Sun, Chi, Chen, Shiming. . Gene Augmentation for Autosomal Dominant CRX-Associated Retinopathies. In Advances in experimental medicine and biology, 1415, 135-141. doi:10.1007/978-3-031-27681-1_21. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37440026/
2. Kruczek, Kamil, Qu, Zepeng, Gentry, James, Wu, Zhijian, Swaroop, Anand. 2021. Gene Therapy of Dominant CRX-Leber Congenital Amaurosis using Patient Stem Cell-Derived Retinal Organoids. In Stem cell reports, 16, 252-263. doi:10.1016/j.stemcr.2020.12.018. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33513359/
3. Chirco, Kathleen R, Chew, Shereen, Moore, Anthony T, Duncan, Jacque L, Lamba, Deepak A. 2021. Allele-specific gene editing to rescue dominant CRX-associated LCA7 phenotypes in a retinal organoid model. In Stem cell reports, 16, 2690-2702. doi:10.1016/j.stemcr.2021.09.007. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34653402/
4. Koyanagi, Yoshito, Akiyama, Masato, Nishiguchi, Koji M, Kubo, Michiaki, Sonoda, Koh-Hei. 2019. Genetic characteristics of retinitis pigmentosa in 1204 Japanese patients. In Journal of medical genetics, 56, 662-670. doi:10.1136/jmedgenet-2018-105691. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31213501/
5. Li, Wei, He, Xiang-Dong, Yang, Zheng-Tao, Li, Jian-Kang, He, Wei. . De Novo Mutations Contributes Approximately 7% of Pathogenicity in Inherited Eye Diseases. In Investigative ophthalmology & visual science, 64, 5. doi:10.1167/iovs.64.2.5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36729443/
6. Zhang, Xiaoming, Zhang, Bo-Wen, Xiang, Lue, Jin, Zi-Bing, Deng, Lih-Wen. 2022. MLL5 is involved in retinal photoreceptor maturation through facilitating CRX-mediated photoreceptor gene transactivation. In iScience, 25, 104058. doi:10.1016/j.isci.2022.104058. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35359806/
7. Chapi, Marjan, Sabbaghi, Hamideh, Suri, Fatemeh, Ahmadieh, Hamid, Daftarian, Narsis. 2019. Incomplete penetrance of CRX gene for autosomal dominant form of cone-rod dystrophy. In Ophthalmic genetics, 40, 259-266. doi:10.1080/13816810.2019.1622023. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31215831/
8. Royall, Amy H, Frankenberg, Stephen, Pask, Andrew J, Holland, Peter W H. 2019. Of eyes and embryos: subfunctionalization of the CRX homeobox gene in mammalian evolution. In Proceedings. Biological sciences, 286, 20190830. doi:10.1098/rspb.2019.0830. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31337308/
9. Yahya, Samar, Smith, Claire E L, Poulter, James A, Toomes, Carmel, Inglehearn, Chris F. 2022. Late-Onset Autosomal Dominant Macular Degeneration Caused by Deletion of the CRX Gene. In Ophthalmology, 130, 68-76. doi:10.1016/j.ophtha.2022.07.023. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35934205/
10. Pan, Deng, Zhang, Xiao, Jin, Kangxin, Jin, Zi-Bing. 2023. CRX haploinsufficiency compromises photoreceptor precursor translocation and differentiation in human retinal organoids. In Stem cell research & therapy, 14, 346. doi:10.1186/s13287-023-03590-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38049871/